用来测量玻璃片的设备和方法技术

一种用来测量玻璃板的设备。该设备包括稳定的基底，在所述基底上排列着多个可重新定位的支承部件。将玻璃片置于所述支承部件的顶上，将常规的距离测量装置悬挂在所述玻璃片上方，所述装置是例如激光测距装置，其连接于用来使得所述测距装置沿ｘ－ｙ轴和ｚ轴移动的系统。进行大量的距离测量，然后确定玻璃片的面外偏差。各个支承部件和待测玻璃片之间的接触优选为点接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景 专利
本专利技术涉及一种测量基本平坦的片材的方法。本专利技术可以特别有效地用来 测量玻璃薄片(例如用于平板显示器装置中的玻璃基材的玻璃薄片)中的翘曲。技术背景液晶显示器(LCD)是包括具有原始的无缺陷表面的平坦玻璃薄板的平板显 示器装置。在显示器器件中将至少几块玻璃薄板密封起来，形成包封。人们非 常希望包括这些显示器的玻璃片不具有表面形状(平面外变形)，使得在组装器 件的时候，玻璃层之间保持适当的对齐。更简单来说，非常希望所述玻璃片是 平坦的。通常将平面外变形(平坦度)称为翘曲。消除用于平板显示器应用中的玻璃片中的翘曲一直是一个挑战。在此努力 过程中一个必需的工具是要能够精确测量翘曲。现有技术中存在许多测量翘曲 的方法，这些方法的完善程度各不相同。但是，极少有技术涉及对极大极薄的 脆性、弹性材料的测量。改进有效的翘曲测量方法所要考虑的一个问题是测量 时放置玻璃片的方式。也即是说，在测量过程中如何对玻璃片进行支承(放置)。 由于用于显示器件的玻璃片非常薄，约为小于l毫米的尺度，与玻璃片的接触 会带来独立的翘曲来源，这会影响测量。而对极大的显示器玻璃片的需求的提 高使得这个问题进一步恶化。目前，人们在制造尺寸超过数平方米的玻璃片, 对这种大尺寸的薄片必须测量翘曲。理想情况下，大的玻璃片应当处于无接触无重力的环境。由于这很难实现, 特别是在地球上的生产环境中，因此非常希望放置玻璃片的方法能够将玻璃片 的额外翘曲减至最小。现有技术的离线玻璃片翘曲测量法包括将玻璃片置于平坦基底顶上，例如 已经抛光得光滑平坦的大理石台面。但是所述平坦的基面难以保持无颗粒。灰 尘或其它颗粒的存在会造成玻璃片的测量结果错误，而期望的玻璃片翘曲测量结果的精度在数微米之内。如果能够发现一种用来放置(支承)玻璃片的设备，其能够将与玻璃片接触 的表面减至最小，消除污染的可能性，或者将此可能性减至最小，提供足够的 灵活性以适应变化的测量需求，这将是有益的。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供了一种使用置于基底上的支承部件测量基本平坦 的片材的形状(翘曲)的方法。待测量的玻璃片用支承部件支承，与所述玻璃片 接触的各个支承部件基本与玻璃片是点接触的。在本专利技术设备的一个实施方式中，所述设备包括基底和设置在所述基底上 的多个支承部件，每个支承部件设置成使得基本平坦的玻璃片与所述多个支承 部件中的任意一者的接触仅为点接触。常规的无接触测量装置可以用来测量所 述玻璃片的特性，例如使用激光测距仪来测量从测量装置到玻璃片表面的距 离。根据本专利技术，接触点之间的节距，即一个可重新定位的支承部件与待测玻 璃片的点接触位置跟相邻的点接触位置之间的距离，优选是均勻的，优选约小于10厘米；更优选约小于5厘米。在一些实施方式中，为了保持均匀的节距，为了确保在测量过程中支承部 件不会彼此发生相对移动，需要使用支承部件限制装置。所述支承部件限制装 置优选具有至少一个开口，用来接纳所述支承部件，并保持支承部件之间的位 置关系。所述多个支承部件优选以重复的单元的形式设置，限制装置优选包括 多个用来接纳所述支承部件的开口。需要(但是非必须)对限制装置进行电学接 地。所述限制装置还可以为根据特定设置与支承部件相适应的环绕带等形式, 所述支承部件可设置在所述环绕限制装置的周边以内。因此,支承部件中仅有一 部分(支承部件阵列周边的那些)与限制装置接触。根据本专利技术，基底上方的每个支承部件的最大高度与预定数值的偏差约小 于10微米。本专利技术还描述了一种测量玻璃片中的翘曲的方法，该方法包括以下步骤 将所述基本平坦的玻璃片置于多个支承部件上，每个支承部件被设置成使得所 述基本平坦的玻璃片和所述多个支承部件中任一个的接触仅为点接触，在所述玻璃片上的多个位置测量从传感器到基本平坦的玻璃表面的距离，使用所述距 离测量结果来确定玻璃片的翘曲。在本方法的一些实施方式中，需要对传感器 的移动进行校准。校准包括以下步骤a)安置校准平面，使其与支承部件的第一单元接触；b)测量从传感器到所述校准平面的距离；c)在第二单元上安置校准 平面；d)重复步骤a)-c)。较佳的是，所述校准平面每次仅与单个单元接触。通过以下非限制性的示例性描述和附图，可以更容易地理解本专利技术，本发 明的其它目标、特征、细节和优点也将更为清晰。所有这些另外的体系、方法、 特征和优点都应包括在本文中，包括在本专利技术范围内，受到所附权利要求书的 保护。附图简述图l是用来放置玻璃片以测量翘曲的设备的侧视截面图。 图2是用来限制支承件的运动的托架板的俯视图。 图3是图2的托架板的横截图。 图4是用来限制所述支承件的网格限制器。图5是图4所示的网格限制器的一部分从边缘观察的截面详图，图中显示了 支承件，套环和一些撑杆。图6是用来限制支承件移动的另一种装置的俯视图，其中所述支承件密堆 积并限制在框架中。图7是用来放置玻璃片以测量翘曲的设备的一部分，图中显示了设置在通 过在基底上安装垫圈而形成的井之内的支承件的透视图。图8是附图说明图1的设备的俯视图，其中包括安装在移动的x-y台架上的测量装置。图9是根据本专利技术的一个实施方式的侧视图，图中显示用来使得传感器在 待测玻璃片上方、平行于玻璃片的平面内、以及沿垂直于玻璃片的方向移动的 移动导轨和Z-轴台架。图10是图2的托架板的俯视图，图中显示了校准平面为了确定APS而在支承 件的单元中移动。图lla和llb显示了一些单元的俯视图，第一单元是由四个支承部件组成的 正方形，第二个单元是斜方形，其也是由四个支承部件组成的。 图12a显示了锥形支承部件的透视图。图12b显示了图12a的锥形支承部件的底面，显示了垂直向下投射到底面上的锥形支承部件的顶点，所述顶点表示支承部件和待测玻璃片之间接触点的位 置。图13是基底的一部分的透视图，显示了多个图12a和12b中显示的那种锥形 支承部件的设置方式，黑点表示图12b中顶点的投影位置。详述在以下详细描述中，出于说明而非限制性的目的，列出了揭示具体细节的 示例性实施方式，以便人们完全理解本专利技术。但是，本领域普通技术人员可以 通过本说明书而很容易地看出，可通过不同于本文所述具体细节的其它实施方 式中实施本专利技术。另外，可以省略对众所周知的设备方法和材料的描述，以免 混淆对本专利技术的描述。最后，在可能的时候，相同的编号表示相同的元件。图l显示了用来测量基本平坦的材料(例如玻璃或玻璃陶瓷之类的脆性材料) 的设备的一个实施方式。通常这些测量涉及确定玻璃片的面外偏差(即平坦度或 翘曲)。以下描述的是测量基本平坦的玻璃片的翘曲，但是，本领域技术人员将 会认识到本专利技术描述的支承设备可用于其它的应用，并不仅限于测量玻璃片的 翘曲。图1所示设备包括基底10,以及多个球形部件12(下文称为支承件12)。基底 IO通常由花岗岩制成，但是可以由其它尺寸稳定的材料形成，或者可以尺寸稳 定的形式构建。例如，可使用用来安装试验光学部件的光学台面、试验板等。 这些台面可以很容易地从市场上购得。适合用来测量大块玻璃片(例如数平方米 或更大)的基底可能需要订做。尺寸稳定表示在进行测量的时间内，基底不会发 生可察觉的扭曲。基底10需要以一定的方式牢固地安装，使得基底的顶面上不 会产生扭曲或振动。例如，基底10可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来支承基本平坦的片材、以对所述片材的至少一种特性进行测量的设备，该设备包括：　　　　基底；　　　　位于所述基底上的多个支承部件，各支承部件设置成使得基本平坦的片材与所述多个支承部件中任一者之间的接触仅为点接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR弗雷德里克，JC麦克雷里，JC莫里森，BP斯特林纳斯，JP特赖斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]